BIM技术与预制装配式建筑、绿色医院的结合应用

随着BIM技术、建造技术、互联网、物联网以及大数据等技术的飞速发展,以及政府职能转换、精益建造、项目交付模式等新的管理模式和管理理念的应用,医院项目全寿命期BIM应用具有极其广阔的前景。结合上海市胸科医院科教综合楼项目的应用经验,以及目前技术、管理发展趋势,就BIM在医院项目中的应用展望提出如下设想。

1)BIM技术与nD的结合

根据麦肯锡研究报告,建筑业利用新技术颠覆传统模式的时代已经到来,而5D BIM将是一项重要技术应用。报告认为,下一代5D BIM能为任何一个项目提供实体和功能特征的5维信息,即除了标准的3D空间设计参数以外,还包括项目的成本和进度等。同时也包括一些细节,例如几何结构、规格、美学、热能和声学特性。一个5D BIM平台能为业主和承包商提供项目成本和进度变更影响的识别、分析和记录。

同时,随着BIM与项目全寿命期管理的融合,BIM将融合越来越多的信息,实现基于nD的管理。

2)BIM技术与医疗工艺的结合应用

医院建筑作为医疗服务的基础设施,在空间上影响了医生、患者及管理人员等最终用户的行为路线,也影响了医疗服务的效率和效果。因此,将BIM的可视化及参数化模型与医疗工艺和医疗服务流程相结合,进行空间功能布局优化、功能重组优化、规模优化、行为动线优化等,会大幅度提高医院功能设计、规模设计、医院管理和服务流程(一级、二级和三级)的科学性,从而提高医院管理水平、病患服务水平以及各类最终用户的满意度。

此外,针对特殊空间(如公共空间、手术空间等)以及服务对象行为的模拟,可优化空间布局,提高空间的使用效率和舒适度。如果有多栋建筑,还可以模拟不同建筑之间的功能关系和动线关系,从而为医院未来的新建、改建、扩建和大修等提供弹性空间规划指导,也可以为医院方案设计提供决策支持。

3)BIM技术与预制装配式建筑的结合应用

预制化(PrecastConcrete,PC)、模块化和装配化是建筑生产方式的一个变革,也是我国建筑业技术创新的重要方向。由于该种生产方式借鉴了工业行业的经验,因此具有更好的生产效率、质量品质和材料节约,也更有助于智慧施工管理。随着我国预制装配式建筑的不断推进,医院建筑采用该方式逐渐成为可能。

在医院建筑预制装配式建造过程中,BIM可以在模块设计、参数控制、模块生产、采购管理、供应链和物流管理、现场模块组合、施工方案、现场装配、质量控制以及后期跟踪服务等方面发挥重要作用,更有助于智慧建造和精益建造理念的实施,也为医院建筑标准化提供了重要基础。

4)BIM技术与绿色医院的结合应用

现代医学的研究表明,医护环境对病人的康复起着重要作用。同时,作为公共建筑,医疗卫生建筑也是建筑能耗大户,随着医疗需求的变化,以及可持续发展理念的落实,绿色医院、健康医院逐渐成为潜在需求。其既涉及医院规划、设计、建造过程的技术问题,也包括医患关系和医院管理等软环境问题,具体表现为绿色、质量和效率三个方面。例如,医院环境和设施对医源性感染、医疗事故、病人跌倒、病人心理和生理等都具有很大影响。同时,场地规划、水资源利用、能源利用、材料和资源的可持续性等又影响了医院能源消耗和可持续发展。

利用BIM技术,可对医院建筑的能耗进行定量化分析和模拟,通过材料创新、布局优化等价值工程方法,实现全寿命周期成本分析的降低。还可以通过设施的布置、优化与仿真,通过沉浸式体验等辅助方式,以及温度、风流动、光照模拟等打造用户友好型、环境友好型医院环境。(www.xing528.com)

随着物联网和互联网的飞速发展,万物互联成为趋势。在此背景下,智慧医疗、远程医疗、精准医疗和智慧医院等成为医疗卫生服务领域的重要发展方向。而医院建筑、设备和设施的可视化、数字化和管理智能化,是这些目标实现的关键基础设施。从总体上看,医院建筑、设备和实施的数字化程度还远远不够,还存在巨大的发展空间。物联网、移动互联、VR、AR等技术的成熟与普及,为智慧医院、智慧医疗等的实现提供了技术基础。

在决策和设计阶段,通过VR和AR设备,可以使管理者和使用者沉浸式体验医院的设计方案和使用效果,提高用户满意度,为医院空间设计、功能设计、流线设计、环境设计等提供需求基础,为方案优化和提高方案决策质量提供了重要依据。在施工阶段,通过物联网等设备,可以提高施工智能化水平、提高施工组织和施工方案质量,以及现场安全管理水平。在运维阶段,利用这些技术设备,可以对后勤管理人员进行体验式培训,提高后勤智能化水平,也为医患人员和行政管理人员提供相应可视化和智能化服务。

5)BIM技术与医院后勤智能化和数字资产管理的结合应用

经过多年的信息化建设,国内医院后勤管理基本实现了信息化,但从总体而言,后勤智能化管理水平还不高。其原因既包括重视程度、投入程度、管理水平等主观原因,也包括技术手段发展水平等客观原因,尤其是数据收集、处理、展示和分析技术,还无法支持深度智能化需求。另外,传统的医院建造和管理方式,使得医院建成后大量的信息丢失、失真,为后期运维管理和改造带来了很大困难,设备设施信息的不准确、不完整、纸质化、碎片化等成为后勤智能化和医院资产管理的重要障碍,亟需进行技术手段的变革。

BIM的产生为后勤智能化管理提供了新的技术突破,其集成的数字模型为医院设备设施的运维管理和运维效能的智能分析提供了重要的数据基础,其可视化的模型展现为运维管理提供了更为直观、便捷和高效的用户界面和表现形式,其全寿命周期的信息模型为后勤运维管理信息的无缝集成和数据融合提供了信息基础。因此,基于BIM的医院后勤智能化管理是后勤管理信息化的重要变革。

6)BIM技术与大数据、人工智能等的结合应用

大数据及人工智能是当前信息技术革命的重要趋势,各行各业都在思考如何应用这些技术进行管理或业务革命的突破或创新。如前所述,智慧医疗、精准医疗等发展离不开这些技术的应用。在医院建筑、设备和设施的决策、建造和管理过程中,要提高前期决策质量和效率、实施控制的精准化和管理的精细化以及运行的智能化,大数据和人工智能技术的应用不可或缺。尤其是随着互联网和物联网的发展,设备数据开放后的数据共享,基于传感技术的数据自动收集等,都使得大数据及人工智能的应用成为可能,并具有巨大的应用潜力。

随着项目全寿命期BIM的应用,BIM成为各类设备设施数据的重要载体。进一步的,当这些数据互联、互通以及进一步与运维数据融合后,就产生了大规模、多样化以及增量速度快的大数据。基于这些数据,结合决策技术、仿真技术、数据分析技术及流程处理技术等,可进一步形成智能决策、数据驱动管理、流程自动化和能耗分析智慧化等应用场景,为医院的投资决策、建设实施和运维管理提供服务。

7)BIM技术与方案决策、政府审批与管理程序的结合应用

建筑业水平的落后不仅仅是建筑生产方式的落后和管理水平的低下,还表现在政府管理方式方法与现代化管理要求的不适应。随着经济和社会的飞速发展,建筑业市场竞争的日益激烈,新的技术不断应用,生产方式不断变革,随之带来的管理方式也需要进一步变革,这就倒逼政府管理方式的深度创新。包括方案决策与审批、图纸审批与规范检查、报批报建、竣工验收和档案管理等,都可能随着新技术的应用发生重大变革。

余雷　潘蓓敏　徐诚　孙烨柯/供稿